绿色氢能和锂金属电池入选全球十大突破性技术

原标题：绿色氢能和锂金属电池入选全球十大突破性技术

2月24日，《麻省理工科技评论》在杭州余杭未来科技城发布2021“十大突破性技术”榜单。今年是该榜单诞生的20周年。

以下为进入榜单的绿色氢能和锂金属电池详细内容解读：

绿色氢能

重大意义：绿色氢气是绿色的碳中性能源，是可再生风能和太阳能的扩充，有可能成为未来低碳化的核心燃料。

主要研究者：绿色氢联盟蒂森克虏伯集团、国际能源署、麦肯锡咨询公司

成熟期：预计2030年

大多数氢气是通过天然气与高温蒸汽结合的方式制造的，也就是所谓的灰色氢气。通过水电解生产出绿色氢气，目前其生产成本是灰色氢气的三倍左右。

随着风能和太阳能成本的不断下降、以及绿色氢气生产的规模经济效应的出现，氢气的生产成本也有望迎来大幅降低。随着碳捕集技术的发展，在不排放大量二氧化碳的条件下，可从天然气中提取更多的氢气，绿色氢气也将有可能成为未来低碳化的核心燃料。

一方面，运用燃料电池的方法使用氢气，利用水电解的逆反应，通过氢气和氧气反应来生成水和电，同时又不产生氮氧化物。另一方面，通过把氢和碳结合起来，能生产比氢更容易处理的液态合成碳氢燃料。这类液体燃料更清洁，可以替代汽油或柴油。

氢气还可用来储存可再生能源生产的电能，当风力减弱、云层遮挡太阳或用电量需求增加时，这些能量可以重新转化为电能并输入电网。

国际能源署（International Energy Agency）预测，到2050年，氢气可提供全球能源需求的10%以上，每年可生产1100万千兆瓦时以上的能源。

锂金属电池

重大意义：锂金属电池能量密度高、充电速度快，而且安全可靠，使电动汽车像汽油汽车一样方便和便宜。

主要研究者：QuantumScape公司、卡耐基梅隆大学、橡树岭国家实验室

成熟期：5年

制约电动汽车产业发展的一大难题就是电池技术。

目前，电动汽车普遍使用的是锂离子电池，这种电池昂贵、笨重、能量密度低，并且其所依赖的液体电解质在碰撞时极易起火。电池的一系列缺点体现在电动汽车上就是：价格高、续航低、充电慢，而且还存在安全隐患，这些正是让众多车主对电动汽车望而却步的原因。

显然，要使电动汽车比汽油汽车更具竞争力，就需要一种突破性电池来弥补这些缺陷。

硅谷初创公司QuantumScape声称已经开发出全新的锂金属电池，其采用固体电解质（陶瓷）克服了传统锂离子电池存在的这些缺陷。